Scharfe Kanten bei Sichtbeton

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Dr.-Ing. Diethelm Bosold
Scharfe Kanten bei Sichtbeton
In den meisten Veröffentlichungen über Sichtbeton wird üblicherweise auf
die Gesamtgestaltung, auf Ausschreibung, Schalung und Beton eingegangen. Die vom Planer nach Merkblatt Sichtbeton [1] anzugebenden Einzeldetails, wie Schalungsanker [2] und die Ausführung von Kanten werden selten
berücksichtigt. Da der Teufel aber meist im Detail liegt, soll in dieser Veröffentlichung auf das Detail „scharfe Kanten“ genauer eingegangen werden.
Einführung
Unter Abschnitt 5.1.2 des Merkblatts (Ausführbarkeit)
werden ungefaste, scharfe Kanten ohne kleinere Abbrüche und Ausblutungen als „technisch nicht oder
nicht zielsicher herstellbar“ eingestuft.
Bei der Ausführung von Sichtbeton werden seitens der
Planung häufig scharfe Kanten (ungefaste Kanten oder
Null-Fase) ausgeschrieben. Allerdings sollten die
Möglichkeiten und besonders die Grenzen bekannt
sein, um materialgerecht zu planen, bei der Ausführung nur das Machbare zu fordern und die Ausführung
preislich richtig einzuschätzen.
In Tabelle 2 (Seite 11 des Merkblatts) werden Anforderungen an die Textur beziehungsweise Schalelementstöße definiert. Hierbei ist zu beachten, dass auch
Kanten als Schalelementstöße zu betrachten sind. Für
die drei Texturklassen T1 bis T3 sind zu tolerierende
Breiten und Tiefen von ausgetretenem Zementleim/
Feinmörtel an Kanten vorgegeben. Diese Regelungen
gelten für Bauteilkanten sinngemäß.
Das Merkblatt Sichtbeton Ausgabe 2004 [1] geht an
verschiedenen Stellen auf die Herstellung und Ausführung von Bauteilkanten ein. Weil die Art der Kantenausführung ein meist primäres Gestaltungsmerkmal
ist, muss die Art der Ausführung seitens der Planung
nach dem Merkblatt Sichtbeton Abschnitt 5.2.2 (z. B.
scharf, gebrochen) vorgegeben werden.
Obwohl das Merkblatt als national maßgebende technische Regel des Sichtbetonbaus die mängelfreie Ausführung scharfer, ungefaster Bauteilkanten in Frage
stellt, zeigt die Baupraxis an vielen Beispielen, dass
die Ausführung solcher Kanten bei entsprechender
Sachkunde und Sorgfalt sehr zuverlässig gelingen
kann. Wie aber werden gute scharfe Kanten erreicht?
Darüber soll in diesem Beitrag berichtet werden.
Gebrochene (gefaste) Kanten
Photo: glaeslephoto cologne
technologie
Planung und Ausführung sowie Möglichkeiten und Grenzen
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Die Erfahrung zeigt, dass die Kanten von Betonbauteilen abbrechen können. Dies geschieht entweder bei
frühem Ausschalen auf Grund der noch geringen Festigkeit des Betons oder durch ungünstige Schalungsgeometrien im Kantenbereich – meist im Zusammenwirken mit brachialem Vorgehen der Arbeiter. Daher
werden im Betonbau die Bauteilkanten normalerweise
durch Einlegen einer Dreikantleiste gebrochen. In früheren Zeiten, als noch überwiegend mit sägerauem
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Photos: Bosold
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Die sauber gebrochene Kante,
Breite ca. 10 mm, Haus der Baustoffindustrie, Ostfildern
Gebrochene Kante, Breite ca. 10 mm
mit Ausblutungen bis ca. 50 mm Breite,
Haus der Baustoffindustrie, Ostfildern
lige Fugeneinlagen) können die Dichtheit der Schalungsstöße erhöhen“. Völlige Dichtheit ist damit allerdings nicht garantiert. Zudem ist es diese Art der Abdichtung meist nur an einer Seite der Wandschalungen
möglich, da der Kantenbereich der nach Einbau der
Bewehrung angefügten Schalhaut an der Innenseite
naturgemäß nicht mehr manuell erreichbar ist.
Brettholz geschalt wurde, hat manchmal das sich bei
Austrocknung zusammenziehende Holz beim Erhärten
des Betons zu Kantenabbrüchen geführt, noch bevor
ausgeschalt wurde. Die DIN 1045, Teil 3, aus dem
Jahre 2001 fordert in Kapitel 5.6.1 (1) die Ausschalfristen eines Bauteil so zu bemessen, dass die Bauteilkanten beim Ausschalen nicht beschädigt werden. Um
sogenannte gebrochene beziehungsweise gefaste Kanten herzustellen, werden Dreikantleisten aus Holz oder
Kunststoff eingesetzt. Allerdings kann allein durch das
Einlegen einer Dreikantleiste das Ausbluten von Wasser oder Zementleim nicht vermieden werden. Auch
hier muss die Schalfuge auf geeignete Weise abgedichtet und die Dreikantleiste sauber eingepasst sein.
Ausgelaufene Kanten ergeben sich immer dann, wenn
die Schalhaut in den Bauteilkanten nicht dicht ausgeführt war oder bei einsetzendem Frischbetondruck geringfügig aufklafft. Daher ist auch zur zuverlässigen
Abdichtung der Schalung eine möglichst steife Schalung günstig. Die Erfahrung zeigt, dass Trägerschalungen für die Erzielung scharfer Kanten meist besser geeignet sind als Rahmenschalungen.
Scharfe (ungefaste) Kanten
Wie bereits erwähnt zeigt der derzeitige architektonische Trend des Bauens mit Sichtbeton eine deutliche
Neigung zur Anordnung scharfer, ungefaster Bauteilkanten. Dies erfordert im Zuge der Ausführung in den
Kantenbereichen der Schalung eine zuverlässige Abdichtung der Schalhautstöße.
Das Merkblatt Sichtbeton gibt in Abschnitt 6 (Anforderungen an die Ausführung) einen Hinweis: „Abdichtungen (Silikon oder komprimierbare, geschlossenzel-
Zusätzliche Abdichtung
mit einer Silikonfuge
Photos: Bosold
Photo: Ed. Züblin AG
Da Silikonverfugungen kaum Bewegungen aufnehmen
können, ist diese Art der Abdichtung nur bei Schalungen mit geringer Höhe und damit geringem Betonierdruck, oder bei hoher Systemsteifigkeit geeignet. Zusätzlich führt der Kontakt von Silikon mit dem frischen Beton zu Farbveränderung des Betons. Versuche
Vorbildlich geschalte und betonierte scharfe Kante. BV
Leitstand Holcim, Dotternhausen, Ausführung Bau-Mauch
Verwindungssteife Schalung für schräge Stützen (Trägerschalung von Peri), Mercedes-Benz Museum Stuttgart
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Diese Streifen drücken sich beim Zusammenbau der
Schalung und Anziehen der Schalungsanker manchmal
zur Seite raus. Dabei können sie möglicherweise in
den späteren Betonquerschnitt hineinragen. Letztendlich muss ausprobiert werden, ob ein Profil einer
Querdehnung unterliegt und ob es sinnvoll ist, dieses
Profil ein paar Millimeter von der Kante entfernt anzubringen.
Photos: Bosold
Zuschnitt der Schaltafeln
technologie
Ergebnisse eines Workshops: mit Silikon dick ausgerundete
Kante mit deutlichen Farbveränderungen
in einem Workshop haben gezeigt, dass die Silikonfuge so schmal wie möglich sein sollte (zirka 1 bis 2
mm). Diese Art der Dichtung erfordert zwingend einen
weiteren Arbeitsgang: beim Ausstreichen der Silikonfuge mit dem Finger bleibt auf beiden Seiten überschüssiges Silikon zurück. Dieses muss nach dem Aushärten (des Silikons) sorgfältig entfernt (abgerieben)
werden. Ein Verbleiben dieses meist flächig und unregelmäßig verteilten Silikons führt zu einer deutlichen
Farbveränderung der Betonoberfläche in diesem Bereich.
Zusätzliche Abdichtung
mit einer Fugeneinlage
Die zuverlässige Abdichtung eines Kantenbereichs ist
an Elementen mit unsauberen Schalhautkanten nicht
möglich.
Hochwertige Platten beziehungsweise Formatkreissägen gehören allerdings nicht zur üblichen Baustelleneinrichtung. Die Kosten hierfür sind zu berücksichtigen.
Rolle komprimierbare geschlossenzellige
Fugeneinlage
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Photo: Doka
Photos: Bosold
Photo: Ed. Züblin AG
Die Abdichtung der Schalhaut im Bereich einer Bauteilkante kann auch durch komprimierbare, geschlossenzellige Fugeneinlagen erfolgen, die auf die Stirnseite der anstoßenden Schalplatte geklebt werden. Ein
sehr vorsichtiges Vorgehen beim Schließen der Schalung ist sehr wichtig, damit der Streifen nicht abgerissen oder verschoben wird.
Wenn Schalhautelement vor Ort zugeschnitten werden
müssen, sind die Maßhaltigkeit und die Qualität einer
Schnittkante von der Art und Schärfe des Sägeblatts,
von der Maßhaltigkeit der Kreissäge und natürlich von
der handwerklichen Sorgfalt der handelnden Person
abhängig. Handkreissägen werden auch beim Arbeiten
mit einer Führungshilfe, etwa entlang eines Bretts,
kaum ausreichende Ergebnisse liefern. Die üblicherweise auf Baustellen vorhandenen Tischkreissägen erlauben einen hinreichend genauen Zuschnitt nur an
kleineren Elementen. Eine große Schalplatte, die an allen Seiten überhängt, ist auch mit einer Tischkreissäge
kaum maßhaltig zu schneiden. Gute Ergebnisse werden mit Formatkreissägen erreicht, mit denen üblicherweise auch saubere Gehrungsschnitte möglich sind.
Sie haben einen großen Tisch, auf dem die Schalplatte
sicher aufliegt und somit auch eine stabile und ausreichend lange Führung. Die besten Schnitte erzielt man
jedoch mit einer speziellen Plattensäge, die in einem
gut ausgestatteten Montagebetrieb unerlässlich ist.
Schaltafelstoß im stumpfen Winkel, abgedichtet mit Fugeneinlage. Schalhaut verwindungssteif auf Trägerkonstruktion
(Peri). Mercedes-Benz Museum Stuttgart
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Abdichtung eines Schalhautstoßes mit
Fugeneinlage
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Schalhautzuschnitt auf der Baustelle, Mercedes-Benz Museum Stuttgart
Photo: Doka
Photo: Doka
Photos: Bosold
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Schalungsbau mit großer Formatkreissäge
Schalung aus sägerauen
Holzbrettern
Mit einer speziellen Plattensäge werden
die besten Schnitte erreicht
Schutz von scharfen Kanten
Wird die Schalung nicht aus den üblichen Systemschalungen sondern aus sägerauem Holz erstellt, sind weitere Dinge zu beachten. Die Holzbretter müssen so
ausreichend vorgenässt sein (6 bis 12 Stunden), dass
sie komplett aufgequollen sind. Andernfalls kann das
später aufquellende Holz im langsam erhärtenden Beton zu Rissen führen. Da die raue Oberfläche des Holzes einen guten Verbund mit dem Beton eingeht, darf
erst dann ausgeschalt werden, wenn der Beton ausreichend erhärtet ist. Das wiederum ist von der Betonzusammensetzung und den Umgebungsbedingungen abhängig. Das Ausschalen ist mit besonderer Sorgfalt
durchzuführen.
Sind die Kanten eines Sichtbetonbauteils zur Zufriedenheit aller Beteiligten gelungen, gilt es, diese im
Weiteren vor Beschädigung zu schützen. Das gewerbliche Personal der Rohbaufirma verfügt meist über
hinreichende Sensibilität gegenüber den selbst mit
Aufwand und Sorgfalt hergestellten Sichtbetonbauteilen. Dennoch sind kleinere Beschädigungen, wie der
Anprall einer Schubkarre oder eines Krangehänges,
auch beim aufmerksamsten Arbeiten nicht ganz auszuschließen. Deutlicher wird der Schutzbedarf der fertigen Leistung meist im Zuge der Ausbauarbeiten, wenn
viele Fremdfirmen auf der Baustelle tätig sind, deren
Mitarbeiter den Qualitätsmerkmalen der Sichtbetonbauteile, vor allem aber den Bauteilkanten, mit der üblichen Ignoranz und Robustheit begegnen.
Fertigschalungen
Die am häufigsten ausgeführte Variante eines Kantenschutzes ist eine aus zwei Brettern zusammen geschraubte oder genagelte Winkelkonstruktion, die auf
der Kante befestigt wird (Bild S. 66). Dabei ist zu beachten, dass Beton in jungem Alter in direktem Kontakt mit Holz (oder anderen Materialien) unter den ab-
Photos: Bosold
Photo: MaxFrank
Stützen werden häufig mit Einwegschalungen aus Pappe oder ähnlichen Verbundmaterialien errichtet. Diese
Systeme gibt es auch mit scharfen, ungefasten Bauteilkanten. Zusätzliche Kantenabdichtungen sind bei unbeschädigten Einwegschalungen im Allgemeinen nicht
erforderlich.
Einwegschalung mit scharfen Kanten, Tubbox, MaxFrank
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Einwegschalung – ausgeschalte Stütze
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Alternativ kann durch Abstandhalter dafür gesorgt
werden, dass die Schutzkonstruktion nicht direkt an
der Betonoberfläche anliegt, sondern eine ausreichende Distanz zum Beton hat. Die Abstandhalter sollten
möglichst nur punktuellen Kontakt zur Betonoberfläche haben und aus einem Material bestehen, das den
Abbinde- und Austrocknungsvorgang des Betons nicht
verändert. Alternativ können Abstandhalter in Bereichen angeordnet werden, in denen Verfärbungen bei
der späteren Nutzung nicht zu sehen sind, etwa im Bereich des späteren Bodenaufbaus oder der abgehängten
Decke.
technologie
Photos: Bosold
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Schutzkonstruktion für eine scharfe Kante, Neubau Autobahnkapelle A 81, Hegau-West
Die Auswahl der zwischengelegten Materialien erfolgt
meist nach Erfahrungen oder danach, welche Materialien auf der Baustelle verfügbar sind. Wenn rohes Holz
längere Zeit in Kontakt mit jungen Betonflächen gebracht wird, muss stets mit erheblichen, oft irreversiblen Farbveränderungen gerechnet werden.
gedeckten Bereichen unterschiedlich hydratisiert und
austrocknet und nach dem Entfernen des Kantenschutzes in den abgedeckten Bereichen eine zum Restbauteil abweichende Farbtönung aufweisen kann. Derartige Farbabweichungen können je nach Abdeckdauer
sehr dauerhaft und von erheblicher Störwirkung sein.
Werden Bretter aus relativ frischem Holz verwendet
und wird die Schutzkonstruktion gleich nach dem Ausschalen befestigt, kann der enthaltene Holzzucker für
eine verzögerte Abbindung des Betons im oberflächennahen Bereich sorgen und eine dunklere Tönung des
Betons zur Folge haben.
Zum diesbezüglichen Verhalten anderer, an Baustellen
üblicherweise verfügbarer Stoffe, kann an dieser Stelle
keinerlei Aussage gemacht werden. Eine systematische
Versuchsreihe solcher Stoffe als Abstandhalter ohne
die Farbtönung des Betons zu verändern ist nicht bekannt. In Einzelfällen wurden kurze Abschnitte sog.
Mauerstärken aus PVC (Länge zirka 1- 2 cm) erfolgreich angewendet. Diese sind nahezu immer vorhanden und können bedarfsgerecht rasch und sehr kostengünstig aus Reststücken hergestellt werden.
Sicherheitsaspekte
bei scharfen Kanten
Um solche Farbveränderungen zu verhindern, sollte
der Beton nach dem Ausschalen zunächst ohne Abdeckung „reifen“. Erst wenn der Beton im oberflächennahen Bereich karbonatisiert ist, werden keine
oder zuverlässig nachheilende Farbveränderung auftreten. Der Zeitpunkt zur Befestigung der Schutzkonstruktion, hängt von den Umgebungsbedingungen, der
Betonrezeptur und dem Material der Schutzkonstruktion ab. Die praktische Erfahrung zeigt, dass bei Konstruktionen aus beschichteten Mehrschichtplatten etwa
5 bis 10 Tage Reifezeit nötig sind.
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Photos: Bosold
Photos: Bosold
Vorbildlicher Kantenschutz bei einer Wandscheibe mit Abstandhaltern aus Schaumstoffresten im Bereich
des späteren schwimmenden Estrichs, BV
Leitstand Holcim in
Dotternhausen, Ausführung Bau-Mauch
Gemäß den technischen Vorschriften der Gemeindeunfallversicherer für Schulen ([3], §6) dürfen „Ecken und
Kanten von Wänden und Stützen … bis zu einer Höhe
von 2,00 m ab Oberkante Standfläche (Nutzungshöhe
des Bodens!) nicht scharfkantig ausgeführt sein“.
Ecken und Kanten gelten gemäß GUVV als nicht
scharfkantig, wenn sie bei Betonausführung gebrochen
oder gerundet sind.
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Kantenschutz bei einer Stütze
mit zwischengelegten Schaumstofflagen, Mercedes-Benz
Museum Stuttgart
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Photos: Bosold
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Stütze in einer Berufsschule in Karlsruhe. Kante bis zirka 2 m Höhe durch
Dreikantleiste gebrochen
Kanten bei Sichtbeton mit eingelegten Profilen, Swarovski
Kristallwelten, Wattens, Österreich
Sonderlösungen
Manchmal werden Betonkanten aber auch ganz anders
ausgeführt. Bei diesem Eingangsbereich zu einer Toilettenanlage wurden die Betonkanten durch in die
Schalung eingelegte Metallkanten ersetzt.
Ausschreibungshinweise
Gemäß der derzeitigen Rechts- und Normenlage sollten sich die planerischen Vorgaben in Ausschreibung
und Bauvertrag auf die möglichst genaue Beschreibung der gewünschte Oberflächenbeschaffenheit der
Sichtbetonflächen und der Kantenausbildung beschränken. Insbesondere die Regelungen der VOB C,
Allgemeine Technische Vertragsbedingungen, DIN
18331 „Betonarbeiten“ [4] fordern die strikte Trennung von Planung und Baubetrieb. DIN 18331, wie
auch das Merkblatt Sichtbeton, führen zwar auch das
Schalungssystem als ggf. anzugebendes Planungsdetail auf, hiermit sind im Allgemeinen nur grobe Systemvorgaben gemeint, wie etwa die Forderung einer
Großflächenschalung oder den Ausschluss einer Rahmenschalung, da diese Systeme von unmittelbarem
Einfluss auf das Aussehen von Flächen und Kanten
sind.
Da der Planer das Schalungs- und Schalhautsystem
vorgeben kann, ist seitens der Ausführung stets zu prüfen, ob das vorgesehene Schalungssystem für die Ausführung, vor allem für die Abdichtung von scharfen
Kanten hinreichend verwindungssteif und geeignet ist.
Erforderlichenfalls ist die Schalung entsprechend technisch aufzuwerten.
Wenn der Planer eine detaillierte Planung von Schalungssystem und Schalhaut erwägt, sollte er in jedem
Falle Beratungskontakte mit Schalungsherstellern aufnehmen und hierbei auch die Ausführung der Bauteilkanten, insbesondere deren sichere Abdichtung, diskutieren. Hierbei sollte die geplante Ausführung mit dem
schalungstechnisch Machbaren abgestimmt werden.
Die Herstellung von Probeflächen ist bei der Forderung nach scharfen Kanten dringend zu empfehlen.
Scharfe Kanten sind nicht zwingend an eine Sichtbetonklasse gebunden. Es lassen sich auch scharfe Kan-
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ten bei Sichtbetonklasse 1 fordern und ausführen.
Allerdings stehen die ästhetischen Vorstellungen der
Ausführung scharfer Kanten mit den Flächenmerkmalen der Sichtbetonklasse SB 1 (Einzelkriterien: Feinmörtelaustritt, Textur, Schalelementstoß) sicherlich im
Widerspruch.
Zusammenfassung
Zunehmend werden bei Ausschreibungen für Sichtbeton „scharfe Kanten“ gefordert. Das Merkblatt Sichtbeton gibt die Art der Ausführung (scharfkantig oder
gebrochen) als anzugebendes Gestaltungsmerkmal an.
Außerdem gibt es Hinweise für die Ausführung, zeigt
aber auch technische Einschränkungen wie etwa Ausblutungen. Wichtig für die Ausführung von scharfen
Kanten sind generell Erfahrung bei der Ausführung
von Schalarbeiten, eine steife Schalung, eine passgenaue Schalhaut und vertiefte Kenntnisse zur zusätzlichen Abdichtung von Schalungsstößen. Weiterhin ist
eine Abstimmung der beteiligten Partner im Sinne des
häufig zitierten „Bau-Teams“ notwendig. Die detaillierte Abstimmung über das geforderte Aussehen und
das technisch Machbare sollte dann an Probeflächen
erfolgen.
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Dr.-Ing. Diethelm Bosold,
Beton Marketing Süd GmbH, Ostfildern
Literatur
[1] Merkblatt Sichtbeton, Fassung August 2004,
Deutscher Beton- und Bautechnik-Verein E.V.
und Bundesverband der Deutschen Zementindustrie
[2] Diethelm Bosold, Gestaltung von Ankerlöchern und Spannstellen bei Sichtbeton, opus C
6/2005, Seite 80 - 85
[3] Unfallverhütungsvorschriften Schulen vom
Mai 2001 mit Durchführungsanweisungen
vom Juni 2002, Gesetzliche Unfallversicherung
[4] DIN 18331 VOB Teil C, Allgemeine Technische
Vertragbedingungen für Bauleistungen (ATV)
- Betonarbeiten, 10/2006
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